[发明专利]一种基于双频融合的多维域卫星导航欺骗干扰检测方法

说明书

本发明提出了一种基于双频融合的多维域卫星导航欺骗干扰检测方法，属于卫星导航技术领域。该方法基于卫星导航接收机的传统设计架构，正常完成空间可视卫星信号的捕获、跟踪与定位；然后利用双频的卫星号与电文中星历、钟差、历书信息差异的校验实现单频欺骗干扰的识别；利用双频电离层误差拟合值检测欺骗干扰信号；将双频电离层误差拟合值与接收机定位解析出的电文中电离层模型的电离层误差值进行互差拟合，利用拟合误差再次检测欺骗干扰信号。该方法不局限某种单一样式的欺骗干扰，对生成式欺骗、转发式欺骗、单天线欺骗、多天线欺骗以及各种样式的组合等所有的欺骗信号均有效。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，特别是指一种基于双频融合的多维域卫星导航欺骗干扰检测方法。

背景技术

随着全球卫星导航系统的发展，卫星导航接收机已经成为人们寻找空间位置、速度测量、路径导航的主流应用，并深刻影响着人们的日常生活与国家安全。卫星导航接收机广泛应用于通信、导航、雷达、民航、交通等各个领域的定位、测速、导航、授时。随着卫星导航应用的广泛深入，卫星导航应用的安全性和可靠性也越发成为关注焦点。然而由于到达地面的卫星导航信号比较微弱，而且导航信号工作频点、信号体制、电文格式等内容都是公开的，所以卫星导航十分容易被模拟干扰与欺骗，针对卫星导航的欺骗干扰检测的强烈需求也应运而生。

欺骗干扰主要利用卫星导航接收机工作特性与信号设计的薄弱环节，以其隐蔽性好、干扰效能高而逐渐成为卫星导航接收机的天敌。任何欺骗干扰都包括欺骗信号生成与欺骗信号发射两个环节，因此，欺骗干扰按照生成方式分为生成式欺骗与转发式欺骗，按照发射方式又分为单天线欺骗与多天线欺骗。两个环节组合后的欺骗样式更是复杂多样。在实际工程应用中，欺骗干扰样式复杂多变，干扰类型并不单一，传统的功率检测、多普勒检测、自主完好性检测等欺骗干扰检测方法都是针对某一种欺骗干扰样式有效，当面对复杂多样的欺骗干扰时存在很大的局限性；基于来波方向估计的阵列天线欺骗干扰检测方式的设备复杂度与平台要求过于苛刻：

1、基于信号功率的欺骗干扰检测方法，该方法通过欺骗信号的功率强度及变化来检测欺骗信号的存在，但由于天线类型、天线方向图、天线姿态、多径影响等因素影响，存在很大的虚警检测概率；

2、基于信号多普勒的欺骗干扰检测方法，该方法利用卫星导航接收机相对卫星与欺骗干扰的载体动态的差异进行欺骗干扰检测，当卫星接收机动态较小时，或者针对发射方式是多天线的欺骗，该方法存在较大的应用局限性；

3、基于接收机自主完好性的欺骗干扰检测方法，该方法利用定位解算中残差的估计实现欺骗干扰的识别，该方法仅对1颗或2颗卫星存在欺骗时有效，当存在多颗卫星的生成式欺骗时，该方法无能为力；

4、基于阵列天线的来波方向估计的欺骗干扰检测方法，该方法利用阵列天线的空域波束形成与来波方向估计的原理实现欺骗信号的实时检测，但由于需要复杂的阵列天线设备，对设备的平台要求十分苛刻。

针对广泛应用的普通卫星导航接收机，如何在不增加外部辅助手段的情况下，基于自身设备的设备特征，通过相关算法更新就能够实现对欺骗干扰的实时检测成为卫星导航定位设备广泛应用的关键。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处，提出一种基于双频融合的多维域卫星导航欺骗干扰检测方法。该方法利用当前卫星导航接收机双频接收已成为标配的设备特征，并配合双频的伪距观测量及欺骗信号一般不会穿越电离层的使用特征，实现了多样欺骗干扰的有效检测。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于双频融合的多维域卫星导航欺骗干扰检测方法，包括如下步骤：

(1)卫星导航接收机启动后，完成对空间可视卫星号的双频独立捕获和跟踪，获取空间所有可视卫星号的双频的伪距观测量、导航电文以及位置信息，并进行存储、记录；